Preparation And Characterization Of Lithium Orthosilicate Sorbent For Carbon Dioxide Removal
Pada masa kini, dunia masih menghadapi cabaran pemanasan dan isu-isu perubahan iklim global. Setakat ini, banyak usaha telah diambil untuk mengurangkan pelepasan CO2 termasuk penggunaan penjerap yang kukuh untuk menjerap CO2. Pepejal litium ortosilikat (Li4SiO4) adalah satu daripada penjerap yang...
Saved in:
Main Author: | |
---|---|
Format: | Thesis |
Language: | English |
Published: |
2015
|
Subjects: | |
Online Access: | http://eprints.usm.my/41583/1/Preparation_And_Characterization_Of_Lithium_Orthosilicate_Sorbent_For_Carbon_Dioxide_Removal.pdf |
Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
Summary: | Pada masa kini, dunia masih menghadapi cabaran pemanasan dan isu-isu
perubahan iklim global. Setakat ini, banyak usaha telah diambil untuk mengurangkan
pelepasan CO2 termasuk penggunaan penjerap yang kukuh untuk menjerap CO2.
Pepejal litium ortosilikat (Li4SiO4) adalah satu daripada penjerap yang digunakan
untuk menjerap CO2 pada suhu tinggi. Dalam kajian ini, Li4SiO4 telah disediakan
melalui kaedah sol-gel dengan menggunakan litium nitrat (LiNO3) dan silikon
etoksida (SiC8H20O4) sebagai bahan asas. Pengaruh nisbah molar Li:Si (1-5), suhu
pengkalsinan (600-800°C), tempoh masa pengkalsinan (1-8 jam) dan nisbah molar
H2O:Si (1-5) dikaji semasa proses sintesis penjerap. Kapasiti penjerapan oleh
penjerap itu dinilai melalui beberapa ujian penjerapan CO2 dengan menggunakan
Penganalisis Termogravimetri (TGA). Suhu pengkalsinan (700-800°C) dan suhu
pengkarbonan (500-700ºC) diubah semasa ujian pengkarbonan. Penjerap terbaik
yang mempunyai kapasiti penjerapan CO2 tertinggi dianalisa menggunakan XRD
untuk mengesahkan kehadiran spesies Li4SiO4. Penjerap dengan kapasiti penjerapan
CO2 tertinggi akhirnya diuji dengan beberapa ujian kitaran untuk mengkaji
ketahanan penjerap melalui 10 ujian proses penjerapan-pembebasan CO2. Ciri
fizikal-kimia penjerap sebelum dan selepas ujian pengkarbonan dikaji melalui
analisis SEM dan XRD. Hasil kajian menunjukkan bahawa penjerap yang disediakan
dengan nisbah molar Li:Si 1:1, nisbah molar H2O:Si 5:1 , pengkalsinan pada suhu
700°C selama 5 jam mempunyai kapasiti penyerapan CO2 tertinggi. Suhu
pengkalsinan 800°C dan suhu pengkarbonan 700°C dipilih sebagai suhu terbaik yang
menyumbang kepada kapasiti penyerapan sebanyak 7.947 CO2 mmol/g penjerap,
yang juga bersamaan dengan 93% daripada hasil teori. Selepas sepuluh proses
kitaran, kapasiti penjerapan CO2 oleh penjerap jatuh 16.2% dari kitaran pertama
hingga kesepuluh. Penjerap Li4SiO4 telah menunjukkan potensi untuk mempunyai
keupayaan penjerapan CO2 yang tinggi dan prestasi kitaran yang stabil.
________________________________________________________________________________________________________________________
Nowadays, the world is surviving the challenge of global warming and
climate change issues. So far, many efforts have been undertaken to mitigate CO2
emission among which is the use of solid sorbents for CO2 capture. Solid lithium
orthosilicate (Li4SiO4) is one of the sorbents used to capture CO2 at high
temperature. In this research, Li4SiO4 was synthesized by sol-gel method using
lithium nitrate (LiNO3) and silicon ethoxide (SiC8H20O4) as precursors. The
influences of Li:Si molar ratio (1-5), calcination temperature (600–800°C),
calcination time (1–8h) and H2O:Si molar ratio (1-5) were investigated during the
sorbent synthesis. The sorption capacity of the developed sorbent was evaluated
through CO2 capture tests performed using a Thermogravimetric Analyzer (TGA).
The calcination temperature (700-800ºC) and carbonation temperature (500-700ºC)
were varied during the carbonation test. The best sorbent with the highest CO2
sorption capacity was analyzed with XRD to confirm the appearance of Li4SiO4
species. The sorbent with highest CO2 sorption capacity was finally introduced to
some cyclic tests to study the durability of the sorbent through ten CO2 sorptiondesorption
tests. The physicochemical properties of the developed sorbent before and
after carbonation tests were investigated through SEM and XRD analyses. The
results showed that the sorbent prepared with 1:1 molar ratio of Li:Si, 1:1 molar ratio
of H2O:Si and calcined at 700°C for 5h has the highest CO2 sorption capacity.
Calcination temperature of 800ºC and carbonation temperature of 700ºC were chosen
as the best values which resulted in the sorption capacity of 7.947 mmol CO2/g
sorbent which is 93% of the theoretical yield. Throughout ten cyclic process, CO2
sorption capacity of the sorbent dropped about 16.2% from the first to tenth cycle
which seems to be reasonable. Li4SiO4 was found to be a potential solid sorbent that
has high CO2 sorption capacity besides its stable cyclic performance.
|
---|